[实用新型]动态痕量气体浓度配气装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及标准气体配气装置领域，更具体地讲，涉及一种动态痕量气体浓度配气装置。

背景技术

标准气体作为气体成分量值的计量标准，已广泛应用于科学研究、大气环境监测、仪器仪表的校准、化工产品的检验等领域。随着经济与科学技术的快速发展，标准气体的用途日渐广泛，特别是在气体监测和检测领域，标准气体是检测方法、分析仪器、监测技术及进行质量控制的重要依据。

在气体浓度检测应用中，对于大多数气体分析仪器（包括气相色谱仪、红外光谱等）及传感器所得数字量均为相对量值或非线性，需不同的真实浓度气体标样进行多点标定，建立校正拟合曲线，并计算出未知的气体浓度。根据曲线拟合理论，标定点越多，拟合的输入/输出曲线越准确。不同标定点，需配制不同浓度值的标准气体样本，浓度范围从常量（%）到痕量（ppb）。对于专业厂家，采用静态法配制气体，很难得到一个准确的ppb级标准气体，具有一定的困难性；对于应用单位，配置多种浓度的标准气体，特别是痕量标准气体，成本高，浪费大（标准气体具有一定的保存期）；对于在线分析仪器中检测器或传感器的日常维护和校准，带来很大不便，大大提高仪器的维护成本。

由于以上的各种需求，本实用新型设计一套动态痕量气体浓度配气装置，可连续自动配制连续可调的多组分混合标准浓度气体，并能使配制浓度到达痕量级（ppt）标准气体，不受环境温度、压力和不同类型的气体影响，具有很好的应用价值。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种可连续自动配制连续可调的多组分混合标准浓度气体，并能使配制浓度到达痕量级（ppt）标准气体的动态痕量气体浓度配气装置。

为了解决上述问题，本实用新型提供动态痕量气体浓度配气装置，其特征在于，所述动态痕量气体浓度配气装置包括：

多组分气路，所述多组分气路包括组分气1或组分气2中的一组或几组，所述组分气1包括稳压阀和电子气体质量流量控制器，所述组分气2包括稳压阀、电子气体压力控制器、多组毛细管和加热恒温槽；

稀释气路，所述稀释气路包括稳压阀和电子气体质量流量控制器；

混合缓冲气室，所述混合缓冲气室为内含磁浮搅拌的不锈钢气体缓冲腔体，所述多组分气路、稀释气路与混合缓冲气室连接；以及

控制系统，所述控制系统与多组分气路、稀释气路和混合缓冲气室连接，通过LCD键盘或计算机进行对装置中各功能模块参数的设置和显示。

作为一个优选方案，所述电子气体质量流量控制器的流量控制范围在0～100ml/min或0～200ml/min或0～1000ml/min。

作为一个优选方案，所述多组毛细管为玻璃纤维材质，其管径不大于0.1mm，并安装于恒定温度的加热恒温槽中。

动态痕量气体浓度配气装置原理：

动态配气法是通过配气装置根据需要连续配制系列的不同浓度的标准气体，常作为气体分析仪器定期检定时必备装置。因为这种配气方法可以不断地通过改变配气装置的工作条件得到不同浓度的标准气，可以配合分析仪器快速制定工作曲线、检验分析仪器线性关系，确定分析仪器工作状态。

动态配气法基于流量比，通过精确的控制组分气体和稀释气体的流量，并加以混合制得标准气体。其气体流量及微流量的控制采用高精度的电子气体质量流量控制器及气体压力控制器的方法，从而精确地控制标准气的配制浓度。由于使用气体压力控制，并在恒定的温度环境条件下，无需考虑气体的类型及混合气体组分的组成，到达精确地控制微流量（小于0.01ml/min流量）。

在配制单组分标准气时，关键是零点气（稀释气）和组分流量的测量与控制，这两路气体流路的均匀混合，到达气体浓度的质量平衡，即：

              （公式1）

式中：Ci——标准混合气中组分浓度；

           C0——组分气原始浓度；

            Fc——组分气（高浓度标准气）流量；

           Fz——零点气（稀释气）流量；

           Cz——零点气中含杂质浓度；

           Fb——混合气出口流量（总流量）；

           Fxb——混合气余气出口流量；

如果零点气（稀释气）为高纯气，其中所含的杂质可忽略不计，即（公式1）变成：

                   （公式2）

根据质量永恒定律，流量关系有：